Ventilatie

Slechts een gedeelte van de verwarmingskosten (in de koude periode) komt door ventilatie.

Tot vandaag de dag zijn de meeste verwarmingskosten toe te wijzen aan ‘de schil van de woning’: De vloer, de muren, beglazing en het dak. Hoe beter de woning geïsoleerd wordt, hoe minder makkelijk het warme binnenklimaat warmte over kan dragen aan de koude buitengevel van de woning. Maar omdat woningen langzamerhand steeds beter worden geïsoleerd neemt het deel ventilatie-opwarmkosten percentagegewijs natuurlijk wel toe.

Noot: Zo het er nu (2018) naar uitziet zal vanaf 2021 alleen type D en D variant nog in ons land worden toegepast.
Immers met toepassing A, B en C  halen we dan de BENG norm waarschijnlijk niet.  Dus wordt het dan CO2 gestuurde ventilatie of balans (WTW) ventilatie.

Daarnaast zal in de toekomst het opwarmen van tapwater percentagegewijs een groter aandeel krijgen op het totaalplaatje.

In Nederland kennen we voor woningen 4 type ventilatie:
 

• Systeem A
  Natuurlijke toevoer via roosters en/of klapramen in kamers en natuurlijke afvoer via kanalen uit toiletruimte, douche/badruimte en keuken.
• Systeem B
  Mechanische toevoer naar kamers en natuurlijke afvoer via kanalen uit toiletruimte, douche/badruimte en keuken.
• Systeem C
  Natuurlijke toevoer via roosters en/of klapramen in kamers en mechanische afvoer via kanalen uit toiletruimte, douche/badruimte en keuken
• Systeem D
  Mechanische toevoer naar kamers en mechanische afvoer uit kamers en/of mechanische afvoer via kanalen uit toiletruimte, douche/badruimte en keuken. Bij dit systeem wordt in Nederland vrijwel altijd warmteterugwinning uit afvoerlucht toegepast.  (D Variant)
• Systeem E (of X)
  Is een hybridesysteem op basis van een warmteterugwinunit (wtw). Meestal voor de woonkamer en een mechanisch afzuigsysteem voor de rest van de woning. Door de warmteterugwinunit in de woonkamer wordt daar lucht met een comfortabele temperatuur toegevoerd en werkt het energiebesparend.

   

​

In, voornamelijk oude woningen, was er spraken van systeem A; natuurlijke ventilatie.

Bij natuurlijke ventilatie wordt er gebruik gemaakt van de luchtstromen die spontaan in de woning ontstaan: de trek. Deze wordt versterkt door hoogteverschil. Daarnaast is er altijd een drukverschil tussen beide zijden van een gebouw en er stroomt altijd lucht over het gebouw.
Natuurlijke ventilatie werkt dan als volgt: op het dak staan luchtpijpen die zo ontworpen zijn dat ze zelfs bij windstilte voldoende trek hebben. Door het maken van spleten van 1 cm onder de deuren kan de lucht vrij stromen in het gebouw. Frisse lucht komt van buiten door ventilatieopeningen (klapraampjes, roosters, luchtpijpen) verdekt boven de ramen of in de gevels of vroeger gewoon langst naden en kieren. Er zijn ook zelfregulerende (winddrukafhankelijke) roosters die zichzelf deels sluiten indien het te hard gaat waaien.

Systeem B wordt in Nederland eigenlijk niet toegepast (maar kan worden vergeleken met systeem C).

Systeem C  Natuurlijke toevoer / mechanische afzuiging, dit is het meest toegepast in ons land en is vanaf eind jaren 70 gemonteerd in de nieuw bouw. Op zolder hangt meestal een ventilator box die middels kanalen lucht aanzuigt vanuit toilet, keuken en douche. Vaak op een constant toerental, en tijdens douchen of koken tijdelijk te verhogen naar een hogere hoeveelheid afzuiging.

Inmiddels heeft ook ‘slimme sturing’ zijn intrede gedaan: De ventilator wordt op een minimaal toerental gehouden maar toert op als een CO2 en/of vochtigheidsmeter signaleert dat dit nodig is. Dit voorkomt het onnodig ventileren en zorgt voor onnodig te veel ventileren
Ook lucht inlaat roosters kunnen op deze manier worden gestuurd.

Systeem D bestaat uit mechanische toevoer en mechanische afvoer.

Dit systeem kent meerdere varianten, vaak wordt het gebruikt met een WTW (Warmte Terug Win) wisselaar. De afgezogen warme lucht (uit de woning) verwarmd dan middels een wisselaar de lucht die van buiten aangezogen wordt en komt zodoende voorverwarmd de woning in. Vaak worden enkele aanzuig en enkele toevoer punten gebruikt. Men zuigt bijvoorbeeld af in keuken, woonkamer en badkamer, en voert lucht toe in het trappenhuis.
Dit kan met een vast debiet (altijd op hetzelfde toerental) of met een verhoogd toerental tijdens badkamer gebruik, of middels een CO2 meting in de hoofdvertrekken.

In luxe woningen wordt soms een systeem gemaakt dat per vertrek de luchtkwaliteit regelt: per vertrek worden kleppen in de lucht kanalen geplaatst en gestuurd, het toerental van de ventilator past zich automatisch aan de behoefte aan. In ieder vertrek komt een CO2 meter en zorgt voor ventilatie wanneer dit nodig is. Een vertrek dat nauwelijks wordt gebruikt hoeft zo doende minder tot niet geventileerd te worden.

Een goede WTW unit kan een rendement tot 95% halen. De verwarmingsinstallatie hoeft dan dus maar 5% van de binnengekomen ventilatielucht op te warmen, bij een mechanische afzuiging van type C moet alle binnenkomende lucht worden verwarmd. Immers deze komt ‘koud van buiten’ naar binnen door de roosters, de warmtepomp of ketel moet het vertrek dan dus meer opwarmen.

Het Bouwbesluit verwijst voor ventilatie van verblijfsruimten naar NEN norm 1087 en NPR 1088. Hieronder zijn de voorwaarden uit het bouwbesluit in relatie tot ventilatie beschreven.

Eisen luchttoevoer (wat moet het systeem minimaal kunnen doen).

Volgens het Bouwbesluit moet de toevoer van ventilatielucht in een verblijfsruimte en verblijfsgebied minimaal voor 50% van buiten afkomstig zijn. De toevoer vanuit de balansventilatie-unit wordt daar ook toe gerekend. Het is belangrijk om het onderscheid tussen verblijfsruimten en -gebieden te kennen omdat er andere eisen aan de luchttoevoer worden gesteld. De eisen zijn:

• verblijfsruimte per m2: 3.24 m3/h of 0,9 dm3/s
• verblijfsgebied per m2: 2.5 m3/h of 0,7 dm3/s

Volgens het Bouwbesluit is een verblijfsruimte één ruimte die een ‘woonfunctie’ heeft. Denk aan de woonkamer, keuken en slaapkamers. Ruimtes die daar niet onder vallen zijn bijvoorbeeld de badkamer, technische ruimtes en het toilet. Het verschil met een verblijfsgebied is dat deze verschillende aaneengesloten verblijfsruimten op dezelfde etage omvat. Deze mogen niet gescheiden worden door bijvoorbeeld een hal of badkamer.
Een voorbeeld. Op de verdieping liggen drie slaapkamers en een badkamer. De overloop loopt in het midden. Links zijn er twee kinderslaapkamers, aan de andere kant van de gang bevinden zich de badkamer en ouderslaapkamer. In dit geval zijn de twee kinderkamers een verblijfsgebied en is de ouderslaapkamer een verblijfsgebied en tevens een verblijfsruimte (de badkamer wordt namelijk niet meegenomen).

Aan een aantal ruimten in huis worden specifieke eisen ten aanzien van de lucht-afvoer gesteld. Om een goede berekening te maken, is het noodzakelijk om deze te kennen. De minimale eisen die aan de afvoer gesteld worden zijn:
• Verblijfsruimte: 25 m3/h
• Toilet: 25m3/h
• Badkamer: 50 m3/h
• Keuken: 75 m3/h
• Technische ruimten: 25 m3/h tot 2,5 m2, bij grotere oppervlakken 50 m3/h (dit is een advies)

Uit de boeken:

 Vereiste nominale capaciteit van de ventilatie volgens de NEN 1087;

Tabel bouwbesluit:

De aanbevolen minimale ventilatie per verblijfsgebied is;   

Keuken* 21 l/s (21 x 3600 sec = 75.600 liter / uur) of wel 75,6 m³/uur)
Woonkamer 21 l/s
Badkamer* 14 l/s (14 x 3600 sec = 50.400 liter / uur) of wel 50,4 m³/uur)
Toilet* 7 l/s (7 x 3600 sec = 25.200 liter / uur) of wel 25,2 m³/uur)
Slaap/studeerkamer 7 l/s
Was/droogruimte 14 l/s
*Deze ruimten dienen altijd mechanisch te worden geventileerd.

Voorbeeld 1: een slaapkamer heeft een vloeroppervlakte van 6 m², 6 x 0,9l/s = 5,4 l/s. Echter volgens het Bouwbesluit moet er minimaal in een slaapkamer 7 l/s worden geventileerd. De vereiste capaciteit is dus 7 l/s.

Voorbeeld 2: een woonkamer heeft een vloeroppervlak van 28m², 28 x 0,9l/s = 25,2l/s.

Naast de juiste hoeveelheid frisse lucht waaraan moet worden voldaan is ook de positie van de ventilatie opening beschreven:
1. De ventilatieopening dient te zijn geplaatst op een hoogte van 1800mm, om tocht werking te voorkomen.
2. De ventilatieopening dient te zijn geplaatst in een vlak tussen 45° en 90°, indien de roosters worden geplaatst in een flauwere dakhelling dan zal de ventilatieopening eerder lucht afvoeren dan ventilatie toevoeren.
3. De ventilatieopening dient naast de stand open en dicht regelbaar te zijn binnen de eerste 25% in twee standen met een onderling verschil van 10%.
Energie besparen.

Omwille van onder andere energiebesparende maatregelen is er in de norm een regeling opgenomen om de ventilatielucht “voor te verwarmen”. Hiervoor is een overstroomregeling van 50% voor toegevoegd. Op deze manier kan lucht vanuit een andere verblijfsruimte worden opgeteld indien minimaal 50% van de benodigde capaciteit direct van buiten wordt betrokken. Deze regeling is enkel toepasbaar indien er aangetoond kan worden dat de overloop daadwerkelijk de ruimte bereikt. Met andere woorden van bovengenoemde ventilatie hoeveelheden moet minimaal 50% vers van buiten zijn.

De voorschriften zijn afgestemd op het advies van de Gezondheidsraad inzake ventilatie (Het binnenhuisklimaat, in het bijzonder een ventilatieminimum, in Nederlandse woningen, Gezondheidsraad, 1984), waarin per persoon een minimum luchtverversing wordt aanbevolen van 25 m^³/h (=7•10–3 m^³/s). De benodigde hoeveelheid luchtverversing van een verblijfsgebied of verblijfsruimte wordt bij de woonfunctie bepaald aan de hand van de vloeroppervlakte, bij de utiliteitsfuncties wordt de benodigde hoeveelheid luchtverversing bepaald aan de hand van het aantal personen waarvoor de ruimte is bestemd (personenbenadering).

Vocht en ventilatie

Door uw woning goed te isoleren, heeft u minder stookkosten en helpt u het milieu. In een goed geïsoleerd huis is het wel zaak regelmatig te ventileren, anders krijgt u teveel vocht in huis. Per dag produceren de bewoners, huisdieren en planten ongeveer 10 liter vocht in een huis. Bij alles waar water voor nodig is ontstaat waterdamp: douchen, afwassen, de was drogen, koken en schoonmaken. Daarnaast raakt de lucht vervuild door kookluchtjes en rook. Ventilatie voert de vochtige en vervuilde lucht af, en hiervoor in de plaats moet verse lucht aangevoerd worden. Gebeurt dit niet, dan kan de binnenlucht ongezond worden en kunnen er vochtproblemen ontstaan, zoals schimmelvorming.

tip

Door elke dag een kwartiertje luchten ververst u de lucht binnenshuis. Voortdurend ventileren voorkomt vochtproblemen in huis. Probeer minder waterdamp te produceren door bijvoorbeeld met deksels op de pannen te koken en bij het dweilen goed na te drogen met een trekker. Voer vocht direct af waar het geproduceerd wordt, dus ventileer extra tijdens het douchen, koken en bij het gebruik van een condenswasdroger.

Ventileren en het milieu

Ventilatie is zeker geen energieverspilling. Er verdwijnt natuurlijk wat warmte tijdens het ventileren. Maar door vocht af te voeren ontstaat een drogere lucht, die makkelijker te verwarmen is. Vochtige lucht voelt namelijk kouder aan, zodat de thermostaat in een vochtig huis vaak hoger gezet wordt. Gemiddeld wordt in een vochtige woning zo’n 50 – 150 m3 extra gas per jaar gestookt. Wilt u de woning behalve warm ook echt droog stoken, dan kost dat nog meer energie. Een hoger energieverbruik brengt, naast extra kosten, extra milieubelasting met zich mee. Door koken, douchen en wassen, en zelfs door ademen van de bewoners kan er dagelijks zo’n 5 tot 15 liter water in de woning komen.

Opwarmkosten ventilatielucht type B en C

Voorbeeld berekening ‘opwarmkosten ventilatielucht’ woonhuis met mechanische afzuiging en natuurlijke toevoer (type B en C)

NEN norm: Woonkamer 7 l/s, Keuken 21 l/s, Badkamer 14 l/s, Toilet 7 l/s, 3 slaapkamer 3 stuks x 7 l/s Overig 7 l/s
Totaal: 77 l/s (x 3600) = 277200 liter per uur = 277,2 m³ per uur.

Er komt in dit praktijkvoorbeeld een ventilatie box met 3 standen, te weten 100 m², 200 m³ en 300 m³ uur.

In de praktijk is gebleken dat in deze voorbeeld woning gemiddeld gedurende 2 uur per dag de ventilatie op stand 3 staat (tijdklokje in badkamer) en gedurende 22 uur op stand 2
22 uur x 200 m³ + 2 uur x 300 m² ( = 4400 m³ + 600 m³ ) = 5000 m³ per dag
5000 m³ : 24 uur = gemiddeld dus 208 m³ per uur ventilatie over de dag gezien.
208 m³/h (afzuiging) : 3600 seconden = 0,05777 m³/s afzuiging.

We gaan ervan uit dat er alleen warmte verloren gaat als de buitentemperatuur kouder is dan 18 ̊C , dit maakt het tevens eenvoudiger omdat we gebruik kunnen maken van een reken methode op basis van ‘graaddagen’ (zie eventueel ook de pagina graaddagen). Uit het gemiddelde aantal graaddagen van de afgelopen 14 jaar is vast komen te staan dat we in Nederland een ‘rekengetal’ hebben van 7,8246 ̊C (dagelijks gemiddeld te verhogen temperatuur).

Φ= qv x ρ x C x Δt
kW = m³/s x kg/m³ x kJ/kg.K x K
vermogen = volumestroom x soortelijke massa lucht x soortelijke warmte lucht x temperatuurverschil

Voor lucht houden we hier nu aan: (ρ) 1,2 en de soortelijke warmte c = 1,006
Φ = 0,057777 x 1,2 x 1,006 x 7,8246
Φ = 0,54575 kW

Per dag is dit 24 uur x 0,54575 kW = 13,098 kWh
x 365 dagen = 4780,77 kWh per jaar opwarm behoefte voor ventilatie lucht (bij 208 m³ per uur)

in één m³ aardgas zit netto op bovenwaarde 9,7 kWh rekening houdend met een HR ketel rendement van 90% halen we dus netto ca (9,7 x .9) 8,7 kWh uit één m³ aardgas.
4780,77 kWh : 8,7 = 549,51379 m³ aardgas
549,51379 m³ aardgas x € 0,65 (consument prijs per m³ aardgas) = 357,18 euro per jaar.

Door beredenerend kunnen we stellen dat voor gemiddeld 208 m³ continu afzuiging per uur in Nederland dus per jaar 4780,77 kWh nodig hebben om de ventilatie lucht te verwarmen, wat neer komt op (4780,77 : 208 =) 22,98 kWh per jaar per m³ constant afzuiging, of wel 22,98 kWh : 8,7 (kWh per m³) = 2,64 m³ gas per jaar per m³ continu ventilatie.

Controle som:

Stel we hebben een constant afzuiging van 300 m³ uur. (: 3600) = 0,08333 m³/sec.
Φ = 0,08333 x 1,2 x 1,006 x 7,8246
Φ = 0,7871 kW

Per dag is dit 24 uur x 0,7871 kW = 18,89 kWh
x 365 dagen = 6894 kWh per jaar opwarm behoefte voor ventilatie lucht (bij 300 m³ per uur)
6894: 300 = 22,98 kWh per m³ constant lucht afzuiging (= 2,64 m³ gas per jaar per m³ continu ventilatie) Bij Ventilatie type B en C

Resume

In Nederland heb je per constant afgezogen 1 m³ lucht van een woning met ventilatie type B of C c.a. 22,98 kWh nodig aan opwarmbehoefte per jaar .

Uit dit volgt (als voorbeeld) dat bij een woning in Nederland met een constante afzuiging , ventilatie type B of C, van 200 m³ de ventilatie opwarm kosten per jaar zijn:

200m³ x 22,98 kWh = 4596 kWh per jaar

In kosten bij een gasketel: 4596 : 8,7 (nuttige energie in aardgas per m³) = 528,2 m³ x € 0,65 = € 343,–

In kosten bij een warmtepomp (SCOP 4,3) 4596 : 4,3 = 1068,8 kWh x € 0,23 = € 245,8

— Attentie: Als u niet of te weinig ventileert heeft u meer vocht in huis u bent dit bedrag dan waarschijnlijk in de praktijk ook kwijt aan ‘droog stoken’ , ventileer dus altijd dat is beter voor het ‘binnen milieu’ .

Opwarmkosten ventilatielucht type D – variant

Ventilatie volgens methode D werkt met een in- en uitlaat ventilator. Type D wordt bijna altijd als een variant ingezet (Het heeft immers geen zin om onnodig met 2 ventilatoren te werken, de inzet van 2 ventilatoren heeft dus een doel). Type D wordt dan ook meestal toegepast als een zgn. WTW unit (Warmte Terug Win). De aanzuiglucht wordt over een warmtewisselaar getrokken (of geduwd) en de afzuiglucht ook. Omdat een warmtewisselaar weerstand geeft en je niet wil dat elders in de woning (dan bedoeld) lucht wordt binnengezogen werkt men dus met 2 ventilatoren. Deze ventilatie word ook wel balansventilatie genoemd, er moet net zoveel m³ worden aangezogen als afgeblazen. Je wilt immers geen overdruk of onderdruk in je woning t.o.v. de atmosferische druk buiten. De afgezogen lucht uit de woning verwarmd een ‘wisselaar’ (vaak van metalen lamellen) door dit zelfde metaal komt de ‘koude’ lucht naar binnen die dus min of meer wordt opgewarmd. (In de zomer werkt het net anders om als u koudere lucht (20 graden bijvoorbeeld) afzuigt uit uw woning en u zuigt lucht van 28 graden van buiten aan, koelt u de lucht al wat af voordat deze naar binnen komt)

Een goede WTW heeft (naar gelang merk en type) in de praktijk een rendement tussen de 70 en 95%

Opwarmkosten met een WTW – unit welke een rendement van 90% heeft

We pakken de gegevens van de eerder gemaakte berekening (bovenstaande met type C ventilatie) weer op , uitgangspunt is dat we over het jaar heen gemiddeld constant 200 m³ per uur afzuigen.
 

Het uit de graaddagen berekende ‘rekengetal’ nemen we ook hier natuurlijk over , elke dag van het jaar moet (omgerekend) constant 7,8246 ̊C worden opgewarmd.

-De WTW (in dit voorbeeld) heeft een rendement heeft van 90%
-We willen inblazen met 20 ̊C en weten dat we dus 7,8246 graden moeten opwarmen.
– De ‘gemiddelde buitentemperatuur / rekenwaarde’ wordt dus 20 ̊C – 7,8246 ̊C = 12,1754 ̊C
 

• Luchttemperatuur in de woning = 20 ̊C
• Toevoerlucht (100% buitenlucht) = 12,1754 ̊C
• Rendement = WTW 90%
• Temperatuurverschil binnen – buiten (20 – 12,1754) = 7,8246 ̊C
• Opwarming door WTW ( temperatuur verschil x rendement) (7,8246 ̊C x 90%) = 7,04214 ̊C
  Dit betekend dus dat nog maar 7,8246 ̊C – 7,04214 ̊C = 0,78246 ̊C ventilatielucht moet worden opgewarmd in de woning door een andere warmtebron (ketel of warmtepomp bijvoorbeeld)
  Bij een constant afzuiging van 200 m³ uur. (: 3600 = 0,055555 m³/sec.)
  Φ = 0,055555 x 1,2 x 1,006 x 0,78246
  Φ = 0,0524 kW

Per dag is dit 24 uur x 0,0524 kW = 1,2576 kWh
x 365 dagen = 459 kWh per jaar opwarm behoefte voor ventilatie lucht (bij 200 m³ per uur)

Bij ventilatie type D – variant WTW van 90%:

In kosten bij een gasketel: 459 : 8,7 (nuttige energie in aardgas per m³) = 52,75 m³ x € 0,65 = € 34,28,–
In kosten bij een warmtepomp (SCOP 4,3) 459 : 4,3 = 106,74 kWh x € 0,23 = € 24,55

Bovenstaand hebben we het verschil laten zien tussen de ventilatie opwarmkosten nodig bij principe  B of C   ten opzichte van type D variant WTW. We hebben met formules beide systemen doorgerekend en zien dus dat de kosten voor opwarmen van de ventilatie lucht met een WTW van 90% rendement 1/10 deel zijn van de opwarm energiekosten zonder WTW.  In Feite hadden we dus de WTW t.o.v. Ventilatie systeem B/C  niet helemaal hoeven door berekenen.  Immers het WTW rendement van 90% laat zien dat de energiekosten voor opwarmen ventilatielucht dan maar 10 % meer zijn t.o.v. type B/C

Energie uit ventilatielucht halen met een warmtepomp:

In plaats van een WTW kunnen we ook energie uit ventilatielucht halen met een warmtepomp, dus voordat de afgezogen lucht het huis verlaat, hier energie uit onttrekken.

Belangrijke factoren zijn de hoeveelheid lucht , temperatuur en vermogen;

Hoe meer ventilatie lucht er is, hoe meer energie te onttrekken valt . Echter als je meer lucht afzuigt van een woning moet er ook meer lucht binnenkomen en die lucht moet weer worden opgewarmd . Meer ventileren met het doel hieruit meer energie te onttrekken, is dus niet de ideale oplossing.

Als we onze woning op 20 ̊C houden is de afgezogen lucht dus ca. 20 ̊C als we hier energie uit onttrekken koelt de lucht af voordat deze het huis verlaat, bijvoorbeeld tot 0 graden. Als we uit dezelfde hoeveelheid ventilatielucht meer energie onttrekken koelt de lucht nog verder uit voor deze het huis verlaat bijvoorbeeld tot -10 ̊C, we winnen dan wel meer energie maar dat gaat dan weer ten kosten van het rendement van de warmtepomp.
Immers het verschil in (gemiddelde) temperatuur tussen bron en afgifte wordt dan groter.

Dit gegeven lees je ook terug in de technische specificaties van een ventilatielucht/water warmtepomp, als voorbeeld een ventilatielucht/water warmtepomp merk X, deze laat bij de specificaties zien:

Bij 200 m³ afzuiging en een afgegeven vermogen van 1,5 kW COP 4,5
Bij 200 m³ afzuiging en een afgegeven vermogen van 5 kW COP 2,3

Je ziet dus meteen terug dat als er meer vermogen moet worden geleverd uit dezelfde hoeveelheid lucht het rendement afneemt wat logisch is.

Om het rendement zo gunstig mogelijk te houden bij een ventilatielucht/water warmtepomp dien je het vermogen dus te beperken.

Een klein vermogen ventilatielucht/warmtepomp kan volstaan om elke dag een bepaalde hoeveelheid tapwater op te warmen of een gedeelte van het op te warmen verwarmingswater op te warmen (hybride) .

***Noot: gemakshalve en om het begrijpelijk te houden is de factor ‘relatieve vochtigheid’ niet meegewogen.  Een woning die goed geventileerd wordt kent minder vocht dan een woning die slecht geventileerd wordt. Naast dat het opwarmen van de ventilatielucht dus energie kost, zou het niet ventileren dat ook kosten, vocht ‘droog stoken’ kost veel energie.